乙酸的生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及乙酸的生产。本公开尤其涉及乙酸生产中碘化氢（"HI"）水平的控 制。
【背景技术】
[0002] 本节提出的技术信息与本发明相关，或者为此处和/或下文受权利要求书保护的 技术的某些方面提供背景。作为背景信息，这些信息有助于更好地理解本文所公开的内容。 这是对"相关"技术的论述。当此类技术和本发明无关时，意味着其也是"现有"技术。相 关技术可以是也可以不是现有技术。从这个角度进行理解论述，而不是作为对现有技术的 承认。
[0003] 众所周知，通常利用甲醇羰基化来生产乙酸。在当前的乙酸生产工艺中，从反应器 中取出反应混合物，并在闪蒸罐中分离成液体馏分和蒸汽馏分，蒸汽馏分包含羰基化反应 期间生成的乙酸。液体馏分可以再回收到羰基化反应器中，而蒸汽馏分则输送到分离装置， 例如，轻馏分蒸馏塔。所述轻馏分蒸馏塔将粗制的乙酸制品与其它组分分离。所述粗制乙 酸制品被输送到干燥塔去除水分，然后进一步分离，以回收乙酸。
[0004] 碘化氢在乙酸生产中可以作为一种反应组分。虽然乙酸生产中通常使用的工艺设 备在大体上不与反应组分发生反应，但HI还是会腐蚀设备或产生其他不利影响。此外，HI 可以导致形成难以去除的长链烷基碘杂质（例如己基碘），并且使乙酸的回收变得复杂。因 此，HI的存在既可以腐蚀工艺设备，还可以污染最终的乙酸制品。
[0005] 因此，需要一种能够更好地控制HI水平的改进乙酸生产工艺。
【发明内容】
[0006] 在各种方面和实施例中，所要求保护的主题包含乙酸的生产工艺，包括：获得乙酸 生产体系中的碘化氢；以及持续加入络合剂到体系中，其中络合剂和碘化氢相互作用后生 成络合物。在另一个实施例中，所要求保护的主题包含利用此方法生产出的乙酸制品。
[0007] 上述段落是对目前所公开的主题的简要总结，其目的是使我们对其中的某些方面 有基本的了解。该总结既不是详尽的概述，也不旨在识别重要或关键元素来限定下面所要 求保护的主题的范围。其唯一的目的是以一种简明的形式提出一些概念，作为开头引出下 文更详尽的说明。
【附图说明】
[0008] 可以通过参考下列说明并结合附图来理解所要求保护的主题，附图中相似的参考 标号标识为相似的元素，其中：
[0009] 图1提出了在铑催化剂存在的情况下认为与甲醇羰基化中相关联的一些相关反 应和平衡。
[0010] 图2示出了所公开工艺的实施例的原理图。
[0011] 图3示出了在络合剂分批添加之后，络合剂和乙酸甲酯随时间变化的浓度图表。
[0012] 图4和图5示出了两台用于调查汽液平衡（"VLE"）的再循环装置。
[0013] 图6阐述了三苯基氧膦（"TPPO"）和碘化锂（"Lil"）对乙酸水溶液中HI的VLE 影响的调查结果。
[0014] 图7阐述了 TPPO、LiI和1- 丁基，3-甲基咪唑碘化物（"BMIMI"）对含5. 5-6wt% 水的乙酸中HI的VLE影响的调查结果。
[0015] 图8阐述了 TPPO、LiI和BMMI对含3wt%水的乙酸中HI的VLE影响的调查结果。
[0016] 虽然所要求保护的主题容易变成各种变型及替代形式，附图示出了在本文中以举 例的方式详细说明的具体实施例。但是，应当理解，本文中对具体实施例的说明，其目的并 不是将所要求保护的主题限制为所公开的某种形式，恰恰相反，其目的是按照附加权利要 求的定义将所有变型、等效实施例以及替换实施例包含在本发明的精神和范围之内。
【具体实施方式】
[0017] 下面是所公开的工艺的实施例的【具体实施方式】。但是，应当理解，所要说明的实施 例仅作为所述工艺的实例，并且可以使用所要说明的实施例的多种替代形式来体现所述工 艺。因此，本文所要说明的实施例中讨论的具体程序化、结构性及功能性细节不应理解为具 有限定性，而应仅作为权利要求的基础以及教授本领域技术人员以各种方式使用所公开工 艺的代表性基础。
[0018] 在接下来所公开的内容中，本文所使用的元素周期表的各族元素名称均与目前的 IUPAC公约一致。除非另有特别指明，否则本文所使用的表达方式"wt%"是指引用的成分 中的某个组分的重量百分比。本文所使用的表达方式"OAc"或"AcO"是乙酸盐阴离子（即 H3CC( = 0)0〇的缩写。本文所使用的表达方式"acac"是乙酰乙酸盐阴离子（即H3CC(= 0)CH2C( = 0)(T)的缩写。最后，对于本文所公开的所有范围，此类范围旨在包含所提及的 上限和下限的任意组合，即使没有专门列出特定组合。
[0019] 所公开的工艺和系统的实施例涉及在羰基化反应中利用羰基化甲醇来生产乙酸。 羰基化反应可以表示为：
[0020] CH30H+C0 - CH3COOH
[0021] 基础化学涉及多种相互关联的反应、副产物和平衡。图1阐述了认为与甲醇羰基 化反应相关联的一些相关反应和平衡。从图1中可以看出，HI可以是生产乙酸的基础化学 中的一种组分。
[0022] 所公开的工艺的实施例通常包括（a)获得乙酸生产体系中的HI ;以及（b)持续添 加络合剂到体系中，其中络合剂和HI相互作用后生成络合物。在上下文中，术语"持续"的 意思是按照所计量的数量频繁充分地添加络合剂，以便实施稳态的HI清除操作。这样，传 统做法中由于偶尔添加大量的络合剂而使清除操作的效率出现大幅变动的情况就可以避 免。下面的【具体实施方式】将详细阐述所公开的工艺。
[0023] 图2为进行羰基化反应的乙酸生产体系200的一个实施例的原理图。在一个实施 例中，乙酸系统200可以在功能区域（即反应区202、轻馏分区204、提纯区206以及回收区 208)内进行说明。需注意的是，本文所讨论的"流"可以是不止一个功能区域的一部分。
[0024] 反应区202可以包括反应器210、闪蒸器220、与反应器210和闪蒸器220相连的设 备以及与反应器210和闪蒸器220相连的流。举例来说，反应区202可以包括反应器210、 闪蒸器220 以及流（或流的一部分）211、212、214、221、226、231、260、238、239和 248。反应 器210是反应器或者容器，其中，在高压高温以及催化剂的作用下，甲醇发生羰基化反应生 成乙酸。闪蒸器220是罐或容器，其中，从反应器（例如反应器210)中得到的反应混合物 中有至少一部分经过降压和/或冷却，形成蒸汽流和液体流。蒸汽流是一种产物或成分，包 括在形成蒸汽流的工艺步骤条件下的蒸汽组分。液体流可以是一种产物或成分，包括在形 成液体流的工艺步骤条件下的液态组分。
[0025] 轻馏分区204可以包括分离塔（例如轻馏分塔230)，与轻馏分塔230相连的设备 以及与轻馏分塔230相连的流。举例来说，轻馏分区204可以包括轻馏分塔230、倾析器234 以及流226、231、232、233、235、236、238、239和260。轻馏分塔230是分馏塔或蒸馏塔，并且 包含与其相连的任何设备，包括但不限于热交换器、倾析器、泵、压缩机、阀门等。
[0026] 提纯区206可包括干燥塔240,可选地，重馏分塔250、与干燥塔240和重馏分塔 250相连的设备以及与干燥塔240和重馏分塔250相连的流。举例来说，提纯区206可以包 括干燥塔240、重馏分塔250以及流236、241、242、245、248、251、252、256。重馏分塔250是 分馏塔或蒸馏塔，并且包含与其相连的任何设备，包括并不限于热交换器、倾析器、泵、压缩 机、阀门等。
[0027] 回收区208可以包括回收到反应区202和/或轻馏分区204的工艺流。举例来说， 在图2中，回收区208可以包括流221、238、239和248。
[0028] 在一个实施例中，反应器210可被配置用于接收一氧化碳进料流214和进料流 212。进料流212可以包括甲醇进料流、乙酸甲酯进料流或这两者任何形式的混合流。在例 示的实施例中，进料流212为混合流。反应混合物可以从流211中的反应器中取出。本领 域包含已知的其他流，例如，可以将反应器210的塔底混合物回收到反应器210中的流，或 者将气体从反应器210中释放的流。流211可以包括至少一部分所述反应混合物。
[0029] 在一个实施例中，闪蒸器220可被配置用于接收反应器210排出的流211。在闪蒸 器220中，流211可以分离成蒸汽流226和液体流221。蒸汽流226可以被输送给轻馏分塔 230,而液体流221可以被回收到反应器210中（因此，流221可视为存在于回收区208和 反应器区202中）。在一个实施例中，流226可以包括乙酸、水、碘甲烷、乙酸甲酯、HI及其 混合物。
[0030] 在一个实施例中，轻馏分塔230可以包括蒸馏塔和与蒸馏塔相连的设备，包括但 不限于热交换器、倾析器234、泵、压缩机、阀门和其他有关设备。轻馏分塔230可被配置用 于接收闪蒸器220排出的流226。流232包括轻馏分塔230的塔顶产物，而流231包括轻馏 分塔230的塔底产物。轻馏分塔230包括倾析器234,而流232可以流入倾析器234。
[0031] 流235可以从倾析器234排出，并回收到轻馏分塔230。流238可以从倾析器234 排出，并可以通过例如流212回收到反应器210,或者与输送给反应器的任何其他流相结合 (因此，流238可视为存在于回收区208、轻馏分区204和反应器区202中）。流239可以通 过流212等方式将倾析器234的一部分轻相物回收到反应器210 (因此，流239可视为存在 于回收区208、轻馏分区204和反应器区202中）。流236可以从轻馏分塔230排出。还可 以包含本领域已知的其他流，例如，可以将轻馏分塔230的塔底混合物回收到轻馏分塔230 中的流。正如在本领域中所常见的那样，轻馏分塔230接收到或排出的任何流可以流经泵、 压缩机、热交换器等设备。
[0032] 在一个实施例中，干燥塔240可以包括容器以及和该容器相连的设备，其包括但 不限于热交换器、倾析器、泵、压缩机、阀门等。干燥塔240可被配置用于接收轻馏分塔230 排出的流236。干燥塔240可以将流236的组分分离成流242和241。
[0033] 流242可以从干燥塔240排出，通过流245回收到干燥塔中，以及/或通过流 248(例如借助流212)回收到反应器210中。流241可以从干燥塔240排出，可以包括除去 水分的粗制乙酸制品。在流245或248回收流242的组分之前，流242可以流经本领域内 已知的设备，例如热交换器或分离器。包含本领域内已知的其他流，例如，可以将干燥塔240 的塔底混合物回收到干燥塔240中的流。正如在本领域所常见的那样，干燥塔240接收到 或排出的任何流可以流经泵、压缩机、热交换器、分离器等。
[0034] 重馏分塔250可以包括蒸馏塔以及和该蒸馏塔相连的设备，包括但不限于热交换 器、倾析器、泵、压缩机、阀门等。重馏分塔250可被配置用于接收从干燥塔240排出的流 241。重馏分塔250可以将流241的组分分离成流251、252和256。流251和252可以被 传送给另外的处理设备（未显示）做进一步处理。例如，流252也可以被回收到轻馏分塔 240。流256可以包括乙酸制品。
[0035] 乙酸生产体系200的适用替代实施例可以在美国专利证书6, 552, 221中找到，该 专利以引用方式并入本文。
[0036] 在一个实施例中，在催化剂的作用下可以使体系200的反应器210中发生羰基化 反应。例如，适用的催化剂包括铑催化剂和铱催化剂。
[0037] 例如，适用的铑催化剂在美国专利证书5, 817, 869中提及，该专利以引用方式并 入本文。适用的铑催化剂可以包括铑金属和铑化合物。在一个实施例中，可从由铑盐、铑 氧化物、铑乙酸盐、有机铑化合物、铑配位化合物等及其混合物所组成的集合中选择铑化 合物。在一个实施例中，可从由 Rh2(CO)4I2、Rh2(CO)4Br2、Rh2(CO)4C12、Rh(CH3C02)2、 Rh(CH3C02)3、[H]Rh(CO)2I2等及其混合物所组成的集合中选择